Question

（2011?昌平區二模）氧化銅有多種用途，如用作玻璃著色劑、油類脫硫劑等．為獲得純凈的氧化銅，某同學用工業硫酸銅（含硫酸亞鐵等雜質）進行如下實驗：

經查閱資料得知，在溶液中通過調節溶液的酸堿性而使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分別生成沉淀的pH如下：

物質	Cu（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3
開始沉淀pH	6.0	7.5	1.4
沉淀完全pH	13	14	3.7

（1）步驟Ⅰ的目的是除不溶性雜質．所需操作的名稱是

溶解、過濾

．
（2）步驟Ⅱ的目的是除硫酸亞鐵．操作步驟是先滴加H₂O₂溶液，稍加熱，當Fe²⁺轉化完全后，慢慢加入Cu₂（OH）₂CO₃粉末，攪拌，以調整溶液pH在一定范圍之內，加熱煮沸一段時間，過濾，用稀硫酸酸化濾液至pH=1．
①寫出用H₂O₂溶液除去硫酸亞鐵的離子方程式

2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O

．
②調整pH 的范圍應該在

3.7～6.0

之間．
（3）步驟Ⅲ的目的是得到CuSO₄?5H₂O晶體．操作是將溶液加熱蒸發至有晶膜出現時，停止加熱，

冷卻結晶

，水浴加熱烘干．采用水浴加熱的原因是

防止CuSO₄?5H₂O晶體分解

．
（4）該同學用CuSO₄溶液進行如下探究實驗：
取A、B兩支試管，分別加入 2mL 5% H₂O₂溶液，再向H₂O₂溶液中分別滴入0.1mol?L^-1FeCl₃和CuSO₄ 溶液各1mL，搖勻，觀察到滴入FeCl₃ 溶液的試管產生氣泡更快，由此得到結論：Fe³⁺對H₂O₂溶液分解的催化效率比Cu²⁺高，該同學的結論是否正確

錯誤

（填正確或錯誤），請說明原因

根據控制變量的思想，所用溶液的陰離子不同，無法比較陽離子的催化效率

．

Answer 1

分析：（1）除去不溶性雜質的操作是過濾；
（2）H₂O₂將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；
（3）將CuSO₄溶液加熱蒸發至有晶體析應進行冷卻結晶，注意溫度不能過高，防止晶體分解；
（4）要排除陰離子的干擾．

解答：解：（1）除去混合物中不溶性的雜質，可以先溶解、在過濾，在溶解的過程中必須用玻璃棒攪拌，故答案為：溶解、過濾；
（2）①加H₂O₂將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，反應的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
②加H₂O₂已將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，Fe³⁺只能存在于酸性溶液中，當溶液的pH大于1.4時，Fe³⁺開始水解生成沉淀，當溶液的pH等于3.7時，Fe³⁺已完全水解為沉淀，為防止生成Cu（OH），pH應小于6.0，故答案為：3.7～6.0；
（3）將CuSO₄溶液加熱蒸發至有晶體析出現時，即飽和狀態，停止加熱，冷卻結晶，然后用水浴加熱烘干就可得到CuSO₄?5H₂O晶體，注意溫度不能過高，防止晶體分解，
故答案為：冷卻結晶；防止CuSO₄?5H₂O晶體分解；
（4）加入FeCl₃和CuSO₄溶液，二者陰離子不同，不能排除陰離子的干擾，
故答案為：錯誤；根據控制變量的思想，所用溶液的陰離子不同，無法比較陽離子的催化效率．

點評：本題是一道實驗探究題，能較好的考查學生分析和解決問題的能力，考查了常見物質分離的方法，解答時要依據題干提供信息，結合相關知識細心分析解答．